DE102008029935B3

DE102008029935B3 - Verbindungseinrichtung

Info

Publication number: DE102008029935B3
Application number: DE200810029935
Authority: DE
Inventors: Lothar Bitschnau
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2009-12-17
Anticipated expiration: 2028-06-27

Abstract

Verbindungseinrichtung zum Verbinden eines ersten Bauteils (1), insbesondere eines ersten Balkens oder Trägers oder Platte, mit einem zweiten Bauteil (2), insbesondere einem zweiten Balken oder Träger oder Platte, wobei die Verbindungseinrichtung zumindest einen ersten, am ersten Bauteil (1) befestigten oder befestigbaren, Verbindungsteil (3) und zumindest einen zweiten, am zweiten Bauteil (2) befestigten oder befestigbaren, Verbindungsteil (4) aufweist, wobei zum Verbinden der Bauteile (1, 2) die Verbindungsteile (3, 4) miteinander verbindbar sind, wobei die Verbindungseinrichtung zumindest zwei Aufnahmeelemente (5, 6) mit sich jeweils in zumindest eine Verjüngungsrichtung (7) in ihrem Öffnungsquerschnitt (8, 9) verjüngenden Aufnahmeausnehmungen (10, 11) und zumindest zwei, zum Verbinden der Verbindungsteile, (3, 4) in die Aufnahmeausnehmungen (10, 11) einführbare Verbindungsvorsprünge (12, 13) aufweist, wobei bei miteinander verbundenen Verbindungsteilen (3, 4) zumindest zwei einander gegenüberliegende Oberflächen (14, 15) eines jeden Verbindungsvorsprungs (12, 13) an zumindest zwei einander gegenüberliegenden, die Aufnahmeausnehmungen (10, 11) begrenzenden Oberflächen (16, 17) einer der Aufnahmeelemente (5, 6), vorzugsweise flächig, anliegen und die Aufnahmeelemente (5, 6) in zumindest einer der Verjüngungsrichtungen (7) voneinander beabstandet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden eines ersten Bauteils, insbesondere eines ersten Balkens oder Trägers oder Platte, mit einem zweiten Bauteil, insbesondere einem zweiten Balken oder Träger oder Platte, wobei die Verbindungseinrichtung zumindest einen ersten, am ersten Bauteil befestigten oder befestigbaren, Verbindungsteil und zumindest einen zweiten, am zweiten Bauteil befestigten oder befestigbaren, Verbindungsteil aufweist, wobei zum Verbinden der Bauteile die Verbindungsteile miteinander verbindbar sind und die Verbindungseinrichtung zumindest zwei Aufnahmeelemente mit sich jeweils in zumindest eine Verjüngungsrichtung in ihrem Öffnungsquerschnitt verjüngenden Aufnahmeausnehmungen und zumindest zwei, zum Verbinden der Verbindungsteile in die Aufnahmeausnehmungen einführbare Verbindungsvorsprünge aufweist, wobei bei miteinander verbundenen Verbindungsteilen zumindest zwei einander gegenüberliegende Oberflächen eines jeden Verbindungsvorsprungs an zumindest zwei einander gegenüberliegenden, die Aufnahmeausnehmungen begrenzenden Oberflächen einer der Aufnahmeelemente, vorzugsweise flächig, anliegen und die Aufnahmeelemente in zumindest einer der Verjüngungsrichtungen voneinander beabstandet sind.
Um Bauteile, wie insbesondere längserstreckte Balken oder Träger oder Platten, miteinander zu verbinden, ist es bekannt, an jedem Bauteil jeweils ein Verbindungsteil zu befestigen, um diese Verbindungsteile bzw. Flansche dann miteinander zu verschrauben, was zum Verbinden der beiden Bauteile bzw. Balken oder Träger führt. Üblicherweise sind die beim Stand der Technik bekannten Verbindungsteile bzw. Flansche plattenartig ausgebildet und werden meist in einer parallel aneinander liegenden Anordnung miteinander verschraubt. Dies ist zum Einen arbeits- und zeitaufwändig. Zum Anderen hat es den Nachteil, dass zum Verschrauben die Verbindungsteile bzw. Flansche über die miteinander zu verbindenden Bauteile bzw. Balken oder Träger überstehen müssen, um das Verschrauben zu ermöglichen. Dies bereitet oft Schwierigkeiten, wenn sonstige Gegenstände noch an den Bauteilen befestigt werden sollen. Darüber hinaus sind diese Verbindungen in der Regel nicht optisch ansprechend ausgeführt.
Ein rasches und einfaches Verbinden von zwei Bauteilen wird durch gattungsgemäße Verbindungseinrichtungen erreicht, wie sie z. B. in der GB 2 135 007 A gezeigt sind.
Bei gattungsgemäßen Verbindungseinrichtungen hat es sich als Problem erwiesen, dass mit der Zeit durch Abnutzung und Verschleiß die Verbindungsvorsprünge und/oder die Aufnahmeelemente so deformiert werden können, dass ein sicheres Verkeilen bzw. Verspannen nicht mehr oder zumindest nicht mehr in ausreichendem Maße möglich ist.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diesem Problem abzuhelfen.
Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem bei miteinander verbundenen Verbindungsteilen in Verjüngungsrichtung zwischen dem, vorzugsweise jedem, Verbindungsvorsprung und dem gegenüberliegenden Ende der Aufnahmeausnehmung, in welche der (jeweilige) Verbindungsvorsprung eingeführt ist, ein Freiraum angeordnet ist.
Die Verbindungseinrichtung ermöglicht eine Art Steckverbindung. Hierzu sieht sie zumindest zwei Aufnahmeelemente mit jeweils zumindest einer Aufnahmeausnehmung vor, wobei die Öffnungsquerschnitte der Aufnahmeausnehmungen sich jeweils in zumindest einer Verjüngungsrichtung verkleinern bzw. in diese Richtung abnehmen. In die so gestatteten Aufnahmeausnehmungen sind die zumindest zwei Verbindungsvorsprünge beim Verbinden der beiden Bauteile bzw. Verbindungsteile einbringbar bzw. einhäng- oder einschiebbar sind. Sind die beiden Verbindungsteile miteinander verbunden, so liegen zumindest zwei einander gegenüberliegende Oberflächen eines jeden Verbindungsvorsprungs an zumindest zwei einander gegenüberliegenden, die Aufnahmeausnehmungen begrenzenden Oberflächen einer der Aufnahmeelemente an, wodurch eine Klemmwirkung entsteht, die in Summe eine Zug- und Druck- bzw. Schubfestigkeit in alle drei Raumrichtungen und die gewünschte Momentensteifigkeit bezüglich möglicher Torsions- bzw. Drehbelastungen am Bauteil und damit eine sichere Verbindung der beiden Bauteile ermöglicht. Das Einhängen bzw. Einbringen der Verbindungsvorsprünge in die Aufnahmeausnehmungen der Aufnahmeelemente ist günstigerweise ein einfacher Einhängprozess, welcher rasch und ohne großen Arbeitsaufwand vorgenommen werden kann. Darüber hinaus ist es möglich, die Aufnahmeelemente und die Verbindungsvorsprünge so an den Verbindungsteilen anzuordnen, dass die Verbindungseinrichtung insgesamt nicht über die, durch die Größe der miteinander zu verbindenden Bauteile vorgegebene, Verbindungsfläche übersteht. Durch das Vorsehen eines Abstands zwischen den zumindest zwei Aufnahmeelementen und/oder den jeweils zugeordneten Aufnahmeausnehmungen in zumindest einer der Verjüngungsrichtungen wird eine besonders stabile und insbesondere momentensteife Verbindung geschaffen. Der genannte Abstand ist insbesondere dann gegeben, wenn sich die voneinander beabstandeten Aufnahmeelemente bzw. Aufnahmeausnehmungen nicht überschneiden, also frei von Überschneidungen sind. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass die Aufnahmeelemente bzw. Aufnahmeausnehmungen nicht nur in einer der Verjüngungsrichtungen sondern zusätzlich auch in einer anderen Richtung voneinander beabstandet sein können. Günstigerweise verlaufen die Verjüngungsrichtungen der beiden Aufnahmeelemente bzw. Aufnahmeausnehmungen bei miteinander verbundenen Verbindungsteilen der Verbindungseinrichtung parallel zueinander.
Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Freiraum zwischen Verbindungsvorsprung und gegenüberliegendem Ende der Aufnahmeausnehmung ist auch noch bei mit der Zeit auftretender Abnutzung und Verschleiß ein sicheres Verkeilen bzw. Verspannen der Verbindungsvorsprünge in den Aufnahmeelementen möglich.
Um ein entsprechendes Verspannen der Verbindungsvorsprünge in den Aufnahmeausnehmungen zu erreichen, können diese in Form einer selbsthemmenden Keilverbindung ausgeführt werden, indem die Winkel der genannten Oberflächen der Verbindungsvorsprünge bzw. der die Aufnahmeausnehmung begrenzenden Oberflächen der Aufnahmeelemente entsprechend ausgewählt sind. Dies ist an sich beim Stand der Technik z. B. von Spannfuttern u. dgl. bekannt. Allerdings besteht hier die Gefahr, dass es bei Belastungen der Verbindung entgegen der Einführrichtung der Verbindungsvorsprünge in die Aufnahmeausnehmung zu einem ungewollten Lösen der Verbindung kommen kann.
Um dies zu verhindern, ist günstigerweise vorgesehen, dass bei miteinander verbundenen Verbindungsteilen zwischen den Aufnahmeelementen oder zwischen einem der Aufnahmeelemente und dem, in die Aufnahmeausnehmung eines anderen Aufnahmeelementes eingeführten Verbindungsvorsprung ein Hohlraum angeordnet ist. Dieser Hohlraum kann dann dazu genutzt werden, dass zumindest ein Spreizkörper zum gegeneinander Verspannen der Verbindungsteile in den Hohlraum einbringbar ist. Als ein solcher Spreizkörper kann z. B. ein Keil, ein radial nach außen federbelastetes Element, wie z. B. ein radial federndes, geschlitztes Rohr, oder eine Schraube verwendet werden. Es ist aber auch möglich, eine Spannklammer zum gegeneinander Verspannen der Verbindungsteile vorzusehen. Diese greift dann günstigerweise von außen an den Ver bindungsteilen an und verhindert das ungewollte Lösen einer einmal hergestellten Verbindung der Verbindungsteile.
Weitere Merkmale und Einzelheiten bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:
Die 1 und 2 ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung;
3 ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel;
4, 5 und 7 verschiedene Möglichkeiten zum Verspannen der Verbindungseinrichtung gemäß des Ausführungsbeispiels der 1 und 2;
6 ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel;
8 eine erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung mit einem zwischengeschalteten Adapter;
9 eine weitere Montagemöglichkeit mit einer Verbindungseinrichtung gemäß des ersten Ausführungsbeispiels und
10 und 11 die Verbindung von zwei Platten mittels einer Verbindungseinrichtung ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel.
Die 1 zeigt das erste erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel einer Verbindungseinrichtung in der Stellung, in der die beiden Verbindungsteile 3 und 4 miteinander verbunden sind, um eine Verbindung der Bauteile 1 und 2 herzustellen. 2 zeigt dieses Ausführungsbeispiel in einer Stellung, bei der die beiden Verbindungsteile 3 und 4 nicht ineinander eingehängt sind und die Verbindung der beiden Bauteile 1 und 2 somit gelöst ist. Bei den Bauteilen 1 und 2 handelt es sich in den gezeigten Ausführungsbeispielen um Balken bzw. Träger oder Platten, welche es zu verbinden gilt. Dies ist eine bevorzugte Verwendungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung. Im genannten Ausführungsbeispiel sind die beiden Verbindungsteile 3 und 4 jeweils stirnseitig an einem der beiden Bauteile 1 und 2 angeordnet. Die Befestigung des jeweiligen Verbindungsteiles 3 bzw. 4 an den Bauteilen 1 und 2 kann in jeder, beim Stand der Technik bekannten Form erfolgen. Handelt es sich bei den Bauteilen 1 und 2 und bei den Verbindungsteilen 3 und 4 jeweils um Metall- oder jeweils um Kunststoffteile, so kann die genannte Befestigung der Verbindungsteile 3 und 4 an den Bauteilen 1 und 2 z. B. durch Verschweißen erfolgen. Es ist aber auch Vernieten, Verlöten, Verschrauben usw. oder aber auch ein einstückiges Anformen der Verbindungsteile 3 und 4 an den Bauteilen 1 und 2 möglich. Günstigerweise weisen die Verbindungsteile 3 und 4 zur Herstellung dieser Befestigung an den Bauteilen 1 und 2 jeweils Montageflächen 20 auf. Deren Flächennormalen 22 verlaufen bei der hier gezeigten stirnseitigen Montage günstigerweise parallel zur Längsrichtung der Bauteile bzw. Balken oder Träger oder Platten 1.
Erfindungsgemäß weist die gezeigte Verbindungseinrichtung zwei Aufnahmeelemente 5 und 6 mit jeweils einer Aufnahmeausnehmung 10 bzw. 11 auf. In diese Aufnahmeausnehmungen 10 und 11 greifen in dem Zustand, in dem die beiden Verbindungsteile 3 und 4 miteinander verbunden sind (siehe 1), die Verbindungsvorsprünge 12 und 13 ein. Dabei kann, wie in dem hier gezeig ten Ausführungsbeispiel vorgesehen, das eine Aufnahmeelement 5 und der eine Verbindungsvorsprung 12 am ersten Verbindungsteil 3, wie hier ausgeführt, vorzugsweise einstückig, angeordnet sein. Das andere der Aufnahmeelemente 6 und der andere Verbindungsvorsprung 13 sind dann günstigerweise am zweiten Verbindungsteil, vorzugsweise ebenfalls einstückig, angeordnet. Abweichend vom hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist es aber auch möglich, dass zumindest zwei der, vorzugsweise alle, Aufnahmeelemente 5, 6 am ersten Verbindungsteil 3, vorzugsweise einstückig, angeordnet sind und zumindest zwei der, vorzugsweise alle, Verbindungsvorsprünge 12, 13 am zweiten Verbindungsteil 4, vorzugsweise einstückig, angeordnet sind.
Günstigerweise ist, wie in 1 und 2 gezeigt, vorgesehen, dass zumindest jeweils die Aufnahmeelemente 5 und 6 und/oder zumindest jeweils die Aufnahmeausnehmungen 10 und 11 und/oder zumindest jeweils die Verbindungsvorsprünge 12 und 13 der Verbindungseinrichtung jeweils die selbe Außenkontur aufweisen. Günstigerweise sind die Verbindungsteile 3 und 4 insgesamt baugleich ausgeführt bzw. weisen insgesamt dieselbe Außenkontur auf. In dieser Ausgestaltungsform ist es möglich, die Verbindungsteile 3 und 4 z. B. durch Strangpressen als Meterware o. dgl. zu fertigen und entsprechend der Größe der zu verbindenden Bauteile 1 und 2 zuzuschneiden. Nach dem Drehen einer der beiden Verbindungsteile 3 oder 4 um 180° kann dann die den 1 und 2 gezeigte Verbindung hergestellt werden.
Wie besonders gut in 2 zu sehen ist, weisen die beiden Aufnahmeausnehmungen 10 und 11 einen sich in die jeweilige Verjüngungsrichtung 7 verjüngenden, also kleiner werdenden Öffnungsquerschnitt auf. Um dies zu verdeutlichen, sind die beiden Öffnungsquerschnitte 8 und 9 in der oberen Aufnahmeausnehmung 11 in 2 gestrichelt angedeutet. Die den jeweiligen Aufnahmeausnehmungen 10 und 11 zugeordneten Verjüngungsrichtungen 7 verlaufen günstigerweise parallel zueinander. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel verjüngen sich die Aufnahmeausnehmungen 10 und 11 in einander gegenüberliegende Richtungen. Dies muss nicht zwingend so sein, insbesondere bei Ausführungsvarianten bei denen beide bzw. alle Aufnahmeelemente an nur einem der beiden Verbindungsteile 3 oder 4 angeordnet sind, verlaufen die Verjüngungsrichtungen 7 günstigerweise nicht nur parallel zueinander, sondern weisen bevorzugt auch in dieselbe Richtung.
Die Verjüngungsrichtung und damit die Form und Lage der Aufnahmeausnehmung 10 und 11 und auch der Verbindungsvorsprünge 12 und 13 sind, wie in den 1 und 2 gezeigt, günstigerweise so gewählt, dass die Verbindungsteile 3 und 4 aus der in 2 gezeigten Stellung, in der sie nicht miteinander in Verbindung stehen, durch einfaches Einhängen miteinander verbunden werden können.
Die sich in der jeweiligen Verjüngungsrichtung 7 verjüngenden Aufnahmeausnehmungen 10 und 11 sind seitlich durch die Oberflächen 16 und 17 der Aufnahmeelemente 5 und 6 begrenzt. Im hier gezeigten Schnitt bzw. in dieser Seitenansicht verlaufen die Oberflächen 16 und 17 keilförmig aufeinander zu. Die Oberflächen 14 und 15 der jeweils korrespondierenden Verbindungsvorsprünge 12 und 13 haben in diesem Ausführungsbeispiel den gleichen keilförmigen Verlauf. Dies ist eine von vielen Varianten, mit der erreicht werden kann, dass bei miteinander verbundenen Verbindungsteilen 3 und 4 (siehe 1) zumindest zwei einander gegenüberliegende Oberflächen 14 und 15 eines jeden Verbindungsvorsprungs 12 und 13 an zumindest zwei einander gegenüberliegenden, die Aufnahmeausnehmungen 10 und 11 begrenzenden Oberflächen 16 und 17 der jeweiligen Aufnahmeelemente 5 und 6 anliegen. Hierdurch wird erreicht, dass die Verbindungsvorsprünge 12 und 13 von den Oberflächen 16 und 17 seitlich spielfrei gehalten werden, sodass durch in Längsrichtung der Bauteile 1 und 2 bzw. in Richtung der Flächennormalen 22 auftretende Schub- oder Zugkräfte kein Lockern oder Öffnen der durch die Verbindungsteile 4 hergestellten Verbindungen möglich ist. Um ein möglichst vollflächiges Anliegen zu ermöglichen, ist günstigerweise vorgesehen, dass die, bei miteinander verbundenen Verbindungsteilen 3, 4 an einander anliegenden Oberflächen 14, 15, 16, 17 der Aufnahmeelemente 5, 6 und der Verbindungsvorsprünge 12, 13 zumindest bereichsweise parallel zueinander verlaufen. Die Oberflächen 16 der Aufnahmeausnehmungen 10 und 11 verlaufen also günstigerweise in der in 1 gezeigten Stellung parallel zu den jeweils korrespondierenden Oberflächen 14 der Verbindungsvorsprünge 12 und 13. Das gleiche gilt für die Oberflächen 17 der Aufnahmeausnehmungen 10 und 11 und die korrespondierenden Oberflächen 15 der Verbindungsvorsprünge 12 und 13.
Um die Verbindungsvorsprünge 12 und 13 möglichst fest in den Aufnahmeelementen 5 und 6 bzw. deren Aufnahmeausnehmungen 10 und 11 verkeilen zu können, ist wie in 1 gezeigt, vorgesehen, dass bei miteinander verbundenen Verbindungsteilen 3, 4 in Verjüngungsrichtung 7 zwischen dem, vorzugsweise jedem, Verbindungsvorsprung 12, 13 und dem gegenüberliegenden Ende der Aufnahmeausnehmung 10, 11, in welche der (jeweilige) Verbindungsvorsprung 12, 13 eingeführt ist, ein Freiraum 18 angeordnet ist. Anders ausgedrückt, sollen die Aufnahmeausnehmungen 10 und 11 also so tief ausgeführt sein, dass auch bei so weit wie möglich eingeschobenen Verbindungsvorsprüngen 12 und 13 in Verjüngungsrichtung 7 noch die Freiräume 18 verbleiben. Es ist also vorgesehen, dass die Verbindungsvorsprünge 12 und 13 bei miteinander verbundenen Verbindungsteilen 3 und 4 zum Verklemmen bzw. Verspannen der Verbindungsteile 3 und 4 durch Kraftbeaufschlagung parallel zur Verjüngungsrichtung 7 nur zum Teil und nicht vollständig in den Freiraum 18 einschiebbar sind. Hierdurch ist in den Verjüngungsrichtungen 7 ein Spiel geschaffen, dass auch bei Abnutzung und Verschleiß noch ein sicheres Verkeilen bzw. Verspannen der Verbindungsvorsprünge 12 und 13 in den Aufnahmeelementen 5 und 6 ermöglicht. In diesem Sinne sollte darauf geachtet werden, dass die die Aufnahmeelemente 5 und 6 begrenzenden Oberflächen frei von Kanten, Vorsprüngen u. dgl. sind, welche das genannte Spiel in Verjüngungsrichtung 7 aufheben bzw. nicht nutzbar machen würden.
3 zeigt nun ein Beispiel, dass die in den 1 und 2 gezeigte Variante nur eine von vielen Möglichkeiten ist, Aufnahmeausnehmungen 10 und 11 gemäß der Erfindung auszugestalten, welche sich in Verjüngungsrichtung 7 in ihrem Öffnungsquerschnitt verjüngen. Es muss sich keineswegs um ebene Oberflächen 16 und 17 handeln. Vielmehr können diese auch einen verschiedenartig gekrümmten Verlauf haben. Auch bei gekrümmten Verläufen ist es jedoch günstig, wenn die aneinander anliegenden Oberflächen 14, 15, 16 und 17 der Aufnahmeelemente 5 und 6 und der Verbindungsvorsprünge 12 und 13 zumindest bereichsweise parallel zueinander verlaufen, um eine möglichst große Anlagefläche zu schaffen. Darüber hinaus ist es generell auch güns tig, wenn sich der Öffnungsquerschnitt der Aufnahmeausnehmungen 10 und 11 jeweils in Verjüngungsrichtung 7 monoton, vorzugsweise streng monoton, verjüngt bzw. abnimmt.
Wie die 1 bis 3 zeigen, weisen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung bezüglich einer gedachten Symmetrieachse 32, achsensymmetrische Aufnahmeausnehmungen 10 und 11 bzw. Verbindungsvorsprünge 12 und 13 auf, wobei die Verjüngungsrichtung 7 jeweils günstigerweise parallel zur Symmetrieachse 32 verläuft bzw. auf der Symmetrieachse 32 liegt. Dies muss aber nicht zwingend so sein. Es sind auch asymmetrische Verläufe der Oberflächen 14, 15, 16 und 17 möglich. Die jeweilige Verjüngungsrichtung 7 einer Aufnahmeausnehmung 10 oder 11 verläuft in diesem Fall dann günstigerweise von der Mitte des größten Öffnungsquerschnitts der Aufnahmeausnehmung 10 oder 11 zu deren tiefstem Punkt.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht auf das erste Ausführungsbeispiel gemäß der 1 und 2 in der in 1 gezeigten Stellung, in der die beiden Verbindungsteile 3 und 4 ineinandergreifen, um die beiden Bauteile 1 und 2 miteinander zu verbinden. In dieser Darstellung ist besonders gut zu sehen, dass bei bevorzugten Ausführungsbeispielen vorgesehen ist, dass zumindest eines der, vorzugsweise alle Aufnahmeelemente 5 und 6 vorzugsweise leistenartig in eine Längsrichtung 19 längserstreckt sind. In bevorzugten Ausgestaltungsvarianten sind auch die Aufnahmeausnehmungen 10 und 11, vorzugsweise nutförmig, in Längsrichtung 19 längserstreckt sind. Bei solchen Ausgestaltungsformen ist dann günstigerweise auch vorgesehen, dass die Verbindungsvorsprünge 12 und 13, welche in die Aufnahmeausnehmung 10 und 11 eingreifen, ebenfalls leistenartig in einer Längsrichtung 19 längserstreckt sind. Natürlich können abweichend von diesen Ausgestaltungsformen die Aufnahmeelemente, die Aufnahmeausnehmungen und/oder die Verbindungsvorsprünge aber auch in Längsrichtung 19 unterbrochen und/oder durch Zwischenwände oder dergleichen getrennt sein. Die Längsrichtung 19 der Längserstreckung verläuft günstigerweise orthogonal zur Verjüngungsrichtung 7. Es sind aber auch andere Anordnungen möglich. Günstigerweise handelt es sich aber zumindest um eine schräge Anordnung zwischen Längsrichtung 19 und Verjüngungsrichtung 7. Schräg bedeutet dabei einen Winkel, welcher von 0 um 180° abweicht. Günstigerweise ist jedenfalls vorgesehen, dass die Längsrichtung 19, in der zumindest eines der, vorzugsweise alle, Aufnahmelemente 5, 6 längserstreckt ist (sind) und/oder die Längsrichtung 19 in der zumindest eines der, vorzugsweise alle, Aufnahmeausnehmungen 10, 11 längserstreckt ist (sind) und/oder die Längsrichtung 19 in der zumindest einer der, vorzugsweise alle, Verbindungsvorsprünge 12, 13 längserstreckt ist (sind), parallel zueinander verlaufen.
Die durch die Montageflächen 20 vorgegebenen und hier parallel zur Längserstreckung der Bauteile bzw. Balken oder Träger oder Platten 1 und 2 verlaufenden Flächennormalen 22 sind günstigerweise sowohl orthogonal zur Längsrichtung 19 als auch orthogonal zur Verjüngungsrichtung 7 angeordnet. In einem bevorzugten Fall bilden die Längsrichtung 19, die Verjüngungsrichtung 7 und die Flächennormale 22 somit die Achsen eines orthogonalen Koordinatensystems. Dies ist zur Aufnahme der Schub- und Zugkräfte wie auch der an den Bauteilen 1 und 2 auftretenden Drehmomente günstig. Es sind aber auch schräge Anordnungen von Längsrichtungen 19, Verjüngungsrichtung 7 und Flächennormale 22 denkbar.
Um die Verbindungsvorsprünge 12 und 13 in den Aufnahmeausnehmungen 10 und 11 der Aufnahmeelemente 5 und 6 zu verklemmen und dort sicher zu halten, ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 ein Spreizkörper 24 in den zwischen den Aufnahmeelementen 5 und 6 angeordneten Hohlraum 23 eingeschoben. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Spreizkörper 24 um ein längsgeschlitztes Rohr, welches radial nach außen federt und somit die Aufnahmeelemente 5 und 6 entgegen der jeweiligen Verjüngungsrichtungen 7 auseinanderdrückt. Zur Veranschaulichung steht der Spreizkörper 24 in der Darstellung gemäß 4 seitlich etwas über den Hohlraum 23 bzw. die restliche Verbindungseinrichtung über. Im fertig montierten Zustand ist er aber günstigerweise vollständig in den Hohlraum 23 eingeschoben. Dies ermöglicht es, die gesamte Verbindungseinrichtung so auszugestalten, dass sie nicht über die beiden miteinander zu verbindenden Bauteile 1 und 2 übersteht.
5 zeigt bei einem ansonsten wie in 4 ausgeführten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Verwendung einer Schraube als Spreizkörper 24 anstelle des in 4 gezeigten geschlitzten Rohres. Günstigerweise handelt es sich um eine Imbusschraube ohne Schraubenkopf, sodass diese vollständig in den Hohlraum 23 eingeschraubt werden kann und in dieser Stellung dann nicht über die restliche Verbindungseinrichtung übersteht. Es kann sich um eine selbstfurchende Schraube handeln, welche beim Einschrauben ein Gewinde in die Verbindungsteile 3 und 4 einschneidet und dann sicher zwischen diesen hält.
Generell ist es möglich, zwei oder mehrere Spreizkörper 24 von verschiedenen Seiten in den Hohlraum 23 einzubringen. Es kann aber, um das Verspreizen zu erreichen, auch bereits ein einziger Spreizkörper 24 ausreichen. Dieser sollte dann günstigerweise aber mehr als die Hälfte der Längserstreckung der Verbindungsteile in Richtung 19 in den Hohlraum 23 hineinreichen. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Verbindungseinrichtung bei der der Hohlraum 23 zwischen den beiden Aufnahmeelementen 5 und 6 nicht mit einem zumindest bereichsweise runden Querschnitt, wie in den anderen Ausführungsbeispielen, sondern mit einem rechteckigen Querschnitt ausgeführt ist. In diesen Hohlraum 23 kann zum Verspreizen der beiden Verbindungsteile 3 und 4 z. B. ein Keil eingebracht werden.
7 zeigt eine Variante, bei der auf die Spreizkörper 24 verzichtet werden kann. Anstelle dessen ist zum Verspannen der Verbindungsteile 3 und 4 eine Spannklammer 25 vorgesehen. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist diese eine Spannschraube 27 auf, mit der die beiden Verbindungsteile 3 und 4 auf den dazu gegenüberliegenden Schenkel der Spannklammer 25 gedrückt werden können, was ebenfalls dazu führt, dass die Verbindungsvorsprünge 12 und 13 sicher in den Aufnahmeausnehmungen 10 und 11 der Aufnahmeelemente 5 und 6 gehalten sind, unabhängig davon, ob und in welche Richtung eine Zug-, Schub- oder Torsionsbelastung an der Verbindungseinrichtung angreift.
8 zeigt eine Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung, bei der ein Adapter 26 mit in zumindest zwei unterschiedliche, hier gegenüberliegende, Richtungen weisenden Aufnahmeelementen 28, 29 und Verbindungsvorsprüngen 30 und 31 vorgesehen ist. Der am ersten Bauteil 1 angeordnete Verbindungsteil 3 ist mittels der Aufnahmeelemente 28 und 29 und der Verbindungsvorsprünge 30 und 31 des Adapters 26 mit dem am zweiten Bauteil 2 angeordneten Verbindungsteil 4 verbunden. Die Aufnahmeelemente 28 und 29, wie auch die Verbindungsvorsprünge 30 und 31 sind zumindest in ihrer Außenkontur günstigerweise entsprechend der Verbindungsvorsprünge 12 und 13, sowie der Aufnahmeelemente 5 und 6 der beiden miteinander zu verbindenden Verbindungsteile 3 und 4 ausgeformt. In der gezeigten oder in anderer Form ausgestaltete Adapter können z. B. als Koppelstellen verwendet werden und ermöglichen es, die beiden Bauelemente 1 und 2 in ihrer Position zu belassen und zum Herstellen der Verbindung den Adapter mit den jeweils an den Bauteilen 1 und 2 angeordneten Verbindungsteilen 3 und 4 zu verbinden.
Solche Adapter können in unterschiedlichsten Ausgestaltungsformen ausgebildet sein. Sie können z. B. auch ein Verbinden über Eck oder ein Verbinden von mehr als zwei Bauteilen 1 und 2 ermöglichen.
Während in den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen die Verbindungsteile 3 und 4 immer an den Stirnseiten der Bauteile bzw. Träger oder Balken oder Platten 1 und 2 angeordnet waren, zeigt 9 eine Variante, bei der der eine Verbindungsteil 4 seitlich am zweiten Bauteil 2 befestigt ist. Auch dies ist natürlich nur ein Beispiel um verschiedene Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung anzudeuten.
Die 10 und 11 zeigen beispielhaft das Verbinden von als Platten ausgebildeten Bauteilen 1 und 2 mit einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung im Wesentlichen gemäß des ersten Ausführungsbeispiels. Die Verbindungsteile 3 und 4 erstrecken sich auch hier über die gesamte Längsrichtung 19 der Stirnseiten der Platten. Um auch in diesem Fall sehr lang erstreckter Verbindungsteile 3 und 4 ein Verspannen der Verbindungsteile über deren gesamte Erstreckung in Längsrichtung 19 zu gewährleisten, kommen bei solchen Ausführungsbeispielen günstigerweise entsprechend lang erstreckte Spreizkörper 24 zum Einsatz. 11 zeigt als Beispiel einen Spreizkörper 24 in Form eines dehnbaren Schlauches. Dieser wird nach dem Verbinden der Verbindungsteile in den Hohlraum 23 eingeschoben oder -zogen. Anschließend kann er dann unter Druck und/oder mittels quellendem Material ausgedehnt werden, was zum Verspannen der Verbindungsteiles über deren gesamte Erstreckung in Längsrichtung 19 führt. Hierzu kann z. B. ein aushärtendes Injektionsmittel wie Mörtel oder Kunstharz unter einem entsprechenden Druck in den Schlauch injiziert werden. Alternativ kann dies auch ein quellfähiges Material wie z. B. Quellmörtel sein, welches nach dem Injizieren durch Aufquellen im Schlauch während des Aushärtens von selbst den zum Verspannen nötigen Druck erzeugt. Bei der Verwendung von solchen quellfähigen Materialien kann der Schlauch auch weggelassen und das quellfähige Material auch unmittelbar als Spreizkörper 24 in den Hohlraum 23 eingebracht werden. Natürlich sind die anhand der 10 und 11 diskutierten Spreizkörper 24 auch bei kürzer ausgebildeten Verbindungsteilen 3 und 4 einsetzbar.
Wie bereits eingangs erwähnt, sind die verschiedenen Ausgestaltungsformen der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung besonders gut dazu geeignet, für Balken oder Träger oder Platten oder anderweitige Bauteile aus Metall, insbesondere Stahl oder Aluminium, verwendet zu werden, wobei dies nicht zwingend der Fall sein muss. Auch andere Materialien sind denkbar. Die Verbindungsteile der Verbindungseinrichtung können ebenfalls aus solchen Metallen oder aus anderen Materialien, wie z. B. Kunststoff gefertigt sein. Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Verbindungsteilen um gezogene Aluprofile. In den ersten Ausführungsbeispielen gemäß der 1 bis 9 sind kastenförmige Trägerprofile als Bauteile 1 und 2 gezeigt. Alternativ kann die Verbindungseinrichtung insbesondere auch zum Verbinden von T-, Doppel-T-, U- oder Vollprofilträgern oder, wie in den 10 und 11 gezeigt, auch für Plattenverbindungen verwendet werden. Eine besonders bevorzugte Einsatzvariante ergibt sich beim Gerüst- und Schalungsbau.
Abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen können auch jeweils mehr als zwei Aufnahmeelemente und Verbindungsvorsprünge bei erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtungen vorgesehen sein. Es müssen auch nicht zwingend zusätzliche Spreizkörper 24 oder Spannklammern 25 verwendet werden, um die beiden Verbindungsteile miteinander zu verkeilen. Bei entsprechender Ausgestaltung der Aufnahmeausnehmungen 10 und 11 und der Verbindungsvorsprünge 12 und 13 ist auch eine selbsthemmende Verkeilung, wie sie z. B. für Bohrfutter bekannt ist, möglich.

1: erstes Bauteil
2: zweites Bauteil
3: erstes Verbindungsteil
4: zweites Verbindungsteil
5: Aufnahmeelement
6: Aufnahmeelement
7: Verjüngungsrichtung
8: Öffnungsquerschnitt
9: Öffnungsquerschnitt
10: Aufnahmeausnehmung
11: Aufnahmeausnehmung
12: Verbindungsvorsprung
13: Verbindungsvorsprung
14: Oberfläche
15: Oberfläche
16: Oberfläche
17: Oberfläche
18: Freiraum
19: Längsrichtung
20: Montagefläche
21: Montagefläche
22: Flächennormale
23: Hohlraum
24: Spreizkörper
25: Spannklammern
26: Adapter
27: Spannschraube
28: Aufnahmeelement
29: Aufnahmeelement
30: Verbindungsvorsprünge
31: Verbindungsvorsprünge
32: Symmetrieachse

Claims

Verbindungseinrichtung zum Verbinden eines ersten Bauteils (1), insbesondere eines ersten Balkens oder Trägers oder Platte, mit einem zweiten Bauteil (2), insbesondere einem zweiten Balken oder Träger oder Platte, wobei die Verbindungseinrichtung zumindest einen ersten, am ersten Bauteil (1) befestigten oder befestigbaren, Verbindungsteil (3) und zumindest einen zweiten, am zweiten Bauteil (2) befestigten oder befestigbaren, Verbindungsteil (4) aufweist, wobei zum Verbinden der Bauteile (1, 2) die Verbindungsteile (3, 4) miteinander verbindbar sind und die Verbindungseinrichtung zumindest zwei Aufnahmeelemente (5, 6) mit sich jeweils in zumindest eine Verjüngungsrichtung (7) in ihrem Öffnungsquerschnitt (8, 9) verjüngenden Aufnahmeausnehmungen (10, 11) und zumindest zwei, zum Verbinden der Verbindungsteile (3, 4) in die Aufnahmeausnehmungen (10, 11) einführbare Verbindungsvorsprünge (12, 13) aufweist, wobei bei miteinander verbundenen Verbindungsteilen (3, 4) zumindest zwei einander gegenüberliegende Oberflächen (14, 15) eines jeden Verbindungsvorsprungs (12, 13) an zumindest zwei einander gegenüberliegenden, die Aufnahmeausnehmungen (10, 11) begrenzenden Oberflächen (16, 17) einer der Aufnahmeelemente (5, 6), vorzugsweise flächig, anliegen und die Aufnahmeelemente (5, 6) in zumindest einer der Verjüngungsrichtungen (7) voneinander beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, dass bei miteinander verbundenen Verbindungsteilen (3, 4) in Verjüngungsrichtung (7) zwischen dem, vorzugsweise jedem, Verbindungsvorsprung (12, 13) und dem gegenüberliegenden Ende der Aufnahmeausnehmung (10, 11), in welche der (jeweilige) Verbindungsvorsprung (12, 13) eingeführt ist, ein Freiraum (18) angeordnet ist.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Aufnahmeelemente (5) und einer der Verbindungsvorsprünge (12) am ersten Verbindungsteil (3), vorzugsweise einstückig, angeordnet sind und ein anderes der Aufnahmeelemente (6) und ein anderer der Verbindungsvorsprünge (13) am zweiten Verbindungsteil (4), vorzugsweise einstückig, angeordnet sind.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest jeweils die Aufnahmeelemente (5, 6) und/oder zumindest jeweils die Aufnahmeausnehmungen (10, 11) und/oder zumindest jeweils die Verbindungsvorsprünge (12, 13), vorzugsweise jeweils die Verbindungsteile (3, 4) der Verbindungseinrichtung, dieselbe Außenkontur aufweisen.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der, vorzugsweise alle, Aufnahmeelemente (5, 6) am ersten Verbindungsteil (3), vorzugsweise einstückig, angeordnet sind und zumindest zwei der, vorzugsweise alle, Verbindungsvorsprünge (12, 13) am zweiten Verbindungsteil (4), vorzugsweise einstöckig, angeordnet sind.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die, bei miteinander verbundenen Verbindungsteilen (3, 4) jeweils an einander anliegenden Oberflächen (14, 15, 16, 17) der Aufnahmeelemente (5, 6) und der Verbindungsvorsprünge (12, 13) zumindest bereichsweise parallel zueinander verlaufen.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsvorsprung (12, 13) bei miteinander verbundenen Verbindungsteilen (3, 4) zum miteinander Verklemmen bzw. Verspannen der Verbindungsteile (3, 4) durch Kraftbeaufschlagung parallel zur Verjüngungsrichtung (7), vorzugsweise nur, zum Teil in den Freiraum (18) einschiebbar ist.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der, vorzugsweise alle, Aufnahmeelemente (5, 6), vorzugsweise leistenartig, und/oder zumindest eine der, vorzugsweise alle, Aufnahmeausnehmungen (10, 11), vorzugsweise nutförmig, in einer Längsrichtung (19) längserstreckt ist (sind).
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der, vorzugsweise alle, Verbindungsvorsprünge (12, 13), vorzugsweise leistenartig, in einer Längsrichtung (19) längserstreckt ist (sind).
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 7 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsrichtung (19), in der zumindest eines der, vorzugsweise alle, Aufnahmelemente (5, 6) längserstreckt ist (sind) und/oder die Längsrichtung (19) in der zumindest eines der, vorzugsweise alle, Aufnahmeausnehmungen (10, 11) längserstreckt ist (sind) und/oder die Längsrichtung (19) in der zumindest einer der, vorzugsweise alle, Verbindungsvorsprünge (12, 13) längserstreckt ist (sind), parallel zueinander verlaufen.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsrichtung(en) (19) schräg oder orthogonal zur (zu den) Verjüngungsrichtung(en) (7) verläuft (verlaufen).
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsteile (3, 4) jeweils eine Montagefläche (20, 21) zum Verbinden mit den Bauteilen (1, 2) aufweisen, wobei die Flächennormalen (22) zumindest einer dieser, vorzugsweise beider, Montageflächen (20, 21) schräg oder orthogonal zur (zu den) Längsrichtung(en) (19) und/oder zur Verjüngungsrichtung (7) verläuft, vorzugsweise die Längsrichtung(en) (19) und die Verjüngungsrichtung (7) und die Flächennormale(n) (22) die Achsen eines orthogonalen Koordinatensystems bilden.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei miteinander verbundenen Verbindungsteilen (3, 4) zwischen den Aufnahmeelementen (5, 6) oder zwischen einem der Aufnahmeelemente (5, 6) und dem, in die Aufnahmeausnehmung (10, 11) eines anderen Aufnahmeelementes (5, 6) eingeführten Verbindungsvorsprung (12, 13) ein Hohlraum (23) angeordnet ist.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung zumindest einen Spreizkörper (24), vorzugsweise zumindest einen Keil oder eine Imbusschraube oder einen Spreizkörper aus quellfähigem Material oder einen mit einem aushärtendem Material gefüllten Schlauch, aufweist, welcher zum gegeneinander Verspannen der Verbindungsteile (3, 4) in den Hohlraum (23), vorzugsweise vollständig, einbringbar ist.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Spannklammer (25) zum gegeneinander Verspannen der Verbindungsteile (3, 4) aufweist.
Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Adapter (26) mit in zumindest zwei unterschiedliche, vorzugsweise gegenüberliegende, Richtungen weisenden Aufnahmeelementen (28, 29) und/oder Verbindungsvorsprüngen (30, 31) aufweist, wobei zumindest ein, an dem ersten Bauteil (1) angeordneter Verbindungsteil (3) mittels der Aufnahmeelemente (28, 29) und/oder Verbindungsvorsprünge (30, 31) des Adapters mit einem, an dem zweiten Bauteil (2) angeordneten Verbindungsteil (4) verbindbar ist.